数学 > 数值分析
[提交于 2025年4月21日
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标题: 不可压缩密度变化的纳维-斯托克斯方程的人工可压缩性方法
标题: Artificial compressibility method for the incompressible Navier-Stokes equations with variable density
摘要: 我们引入了一种新颖的人工可压缩技术,以近似具有可变流体性质(如密度和动力粘度)的不可压缩Navier-Stokes方程。 所提出的方案使用了压力和动量的耦合,等于密度乘以速度,作为主要未知数。 它还涉及对扩散算子的适当处理,使得显式处理非线性对流项可以得到一个时间独立刚度矩阵的方案,这适用于伪谱方法。 在假设密度通过一种保持最小-最大原理的方法进行近似的情况下,建立了该方案半隐式版本的稳定性和时间收敛性。 数值示例确认,在经典的CFL条件下,半隐式和显式方案都是稳定的,并且具有一阶收敛性。 此外,所提出的方案在涉及重力波和圆柱体内不混溶多流体的设置中,被证明比作者之前提出的一种基于动量的压力投影方法表现更好。
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